Πολυεπίπεδη χωρική και φασματική παρακολούθηση καλλιεργειών ακτινιδίου και βαμβακιού με χρήση Τηλεπισκόπησης

Abstract

Στην παρούσα μελέτη που έλαβε χώρα στην περιοχή της βόρειας Ελλάδας και πιο συγκεκριμένα στην περιοχή των Αβδήρων Ξάνθης, αξιοποιήθηκαν τεχνικές γεωργίας ακριβείας σε καλλιέργειες βαμβακιού έκτασης περίπου 114 στρεμμάτων και ακτινιδίου έκτασης περίπου 17 στρεμμάτων. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε το καλοκαίρι του έτους 2022, σε πέντε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης της κάθε καλλιέργειας με τελικό σκοπό την σύγκριση των δεικτών βλάστησης του κάθε μήνα μεταξύ δύο καταγραφικών συστημάτων. Τα δυο καταγραφικά συστήματα είναι το μη επανδρωμένο αεροσκάφος σταθερής πτέρυγας Ebee X RTK και ο δορυφόρος Sentinel 2. Επίσης μελετήθηκε η πρόβλεψη της παραγωγής μέσω τεσσάρων δεικτών βλάστησης και η συσχέτιση τους με την πραγματική παραγωγή, σε συγκεκριμένες δειγματοληπτικές περιοχές και σε πρότερα στάδια ανάπτυξης των καλλιεργειών. Πραγματοποιήθηκαν 5 πτήσεις για κάθε καλλιέργεια από τον μήνα Μάιο μέχρι τον μήνα Οκτώβριο. Οι δείκτες βλάστησης που υπολογίστηκαν ήταν οι NDVI, NDRE, GNDVI και OSAVI. Η σύγκριση μεταξύ των δυο καταγραφικών συστημάτων, έγινε σε χωρική μονάδα των 30Χ30 μέτρων, ενώ η πρόβλεψη της παραγωγής έγινε σε μικρότερη έκταση των 10Χ10 μέτρων, ώστε να είναι συμβατή με την ελάχιστη κάλυψη έκτασης ενός εικονοστοιχείου του δορυφόρου. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι δυο καταγραφικές μέθοδοι για την καλλιέργεια του βαμβακιού μπορούν να συσχετιστούν σχετικά ικανοποιητικά μόνο για τους μήνες Αύγουστο και Οκτώβριο, και για τους δείκτες NDVI,GNDVI και OSAVI. Για την καλλιέργεια του ακτινιδίου δεν εμφανίστηκε καμία θετική συσχέτιση. Η μερική απόδοση θετικών αποτελεσμάτων συσχέτισης μεταξύ των τιμών των δεικτών βλάστησης και της παραγωγής σύμφωνα με την παρούσα μελέτη, αποδόθηκε σε τρεις παράγοντες: 1) την χωρική διαφοροποίηση μεταξύ των εικονοστοιχείων των δυο πλατφορμών 2) τις μερικές διαφορές στα φασματικά εύρη καταγραφής των ραδιομετρικών τιμών μεταξύ των σαρωτών του drone και του Sentinel και 3) στις διαφορετικές περιβαλλοντικές και χρονικές συνθήκες λήψης των δεδομένων.

In this study conducted in the area of northern Greece, more specifically in the Abdera Xanthi area, precision agriculture techniques were utilized in cotton crops of approximately 114 hectares and kiwi crops of approximately 17 hectares. The study was conducted in the summer of 2022, in five different stages of development of each crop, with the final aim of comparing the vegetation indices of each month between the two recording systems and correlating them. The two recording systems are the fixed-wing unmanned aerial vehicle Ebee X RTK and the Sentinel 2 satellite. An attempt was also made to predict yield and correlate it with manual harvesting in earlier stages of crop development using vegetation indices. Five flights were carried out for each crop from May to October. The vegetation indices calculated were NDVI, NDRE, GNDVI and OSAVI. The comparison between the two recording systems was made in a strict spatial unit of 30x30 meters, while even stricter was the yield prediction, which was made in an area of 10x10 meters in order to meet the minimum coverage area of a satellite pixel. The results showed that the two recording methods for cotton cultivation can be correlated for the months of August and October for the NDVI, GNDVI and OSAVI indices. In kiwi cultivation, no month was correlated between the two recording methods. In the field of yield prediction, only the NDRE index showed encouraging results in cotton cultivation for the months of July and August, when the crop is in full development, and only for the drone method. In contrast, for kiwi cultivation, the OSAVI index for the month of May, and only for the drone method, showed a correlation between yield and the index and harvest. The adaptation of only a few data was attributed to three main factors: 1) the spatial resolution difference between the two methods, 2) the difference in the radiometric capacity of the two cameras, and 3) the different environmental and time conditions under which the data were collected.